[發(fā)明專利]一種尾礦庫干灘參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410097396.6
• 申請(qǐng)日: 2014-03-17
• 公開（公告）號(hào): CN103837196A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莫培旺;肖赤心
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南五舟檢測(cè)科技有限公司
• 主分類號(hào): G01D21/02
• 分類號(hào): G01D21/02
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 黃美成

1.一種尾礦庫干灘參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括設(shè)置在干灘壩體頂部的平行設(shè)置的多個(gè)激光測(cè)距儀、第一通信模塊、設(shè)置在尾礦庫庫區(qū)水面上的超聲波液位計(jì)、第二通信模塊及上位機(jī)；?

所述激光測(cè)距儀通過第一通信模塊與上位機(jī)進(jìn)行通信，所述超聲波液位計(jì)通過第二通信模塊與上位機(jī)進(jìn)行通信；?

在干灘上任意選取多個(gè)干灘監(jiān)測(cè)點(diǎn)D，每個(gè)干灘監(jiān)測(cè)點(diǎn)D由一個(gè)激光測(cè)距儀監(jiān)測(cè)；多個(gè)干灘監(jiān)測(cè)點(diǎn)D分別位于多個(gè)激光測(cè)距儀所在的豎直平面內(nèi)；?

所述激光測(cè)距儀用于測(cè)量干灘監(jiān)測(cè)點(diǎn)與激光測(cè)距儀之間的距離。?

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尾礦庫干灘參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一通信模塊和第二通信模塊為無線通信模塊，采用GPRS通信、短波數(shù)傳、Zigbee、CDMA或無線局域網(wǎng)。?

3.一種尾礦庫干灘參數(shù)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1或2所述的尾礦庫干灘參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)過程如下：?

步驟1：通過全站儀測(cè)量得到的尾礦庫干灘中多個(gè)干灘剖面上監(jiān)測(cè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)以及灘頂高程；?

所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)是指測(cè)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的激光測(cè)距儀所在的位置距離壩體頂部的距離，所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)的縱坐標(biāo)是指監(jiān)測(cè)點(diǎn)的干灘長度距離；?

步驟2：利用步驟1獲得的每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)及縱坐標(biāo)，采用多項(xiàng)式擬合的數(shù)學(xué)方法建立干灘曲線模型；?

干灘曲線模型為x為干灘曲線上任意點(diǎn)的橫坐標(biāo)，y為干灘曲線上橫坐標(biāo)為x點(diǎn)對(duì)應(yīng)的干灘長度；a_j為采用多項(xiàng)式擬合得到的系數(shù)，j的取值為0-m的整數(shù)；?

步驟3：依據(jù)激光測(cè)距儀和超聲波液位計(jì)采集的數(shù)據(jù)，按照三角函數(shù)關(guān)系獲得干灘長度BE；?

事先測(cè)量激光測(cè)距儀A點(diǎn)與干灘頂點(diǎn)B點(diǎn)之間的距離AB以及激光測(cè)距儀與豎直方向的夾角∠CAD，利用激光測(cè)距儀測(cè)得的激光測(cè)距儀與選取的干灘監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的距離AD，以及超聲波液位計(jì)在水面監(jiān)測(cè)點(diǎn)F測(cè)量與庫底部之間的距離FG，根據(jù)FG的值計(jì)算出干灘頂點(diǎn)B點(diǎn)與水面的垂直距離BH，水面監(jiān)測(cè)點(diǎn)F與壩體水平距離HF，由三角函數(shù)計(jì)算獲得干灘長度BE；?

步驟4：利用步驟3獲得的數(shù)據(jù)輸入步驟2建立的干灘水面分界線曲線數(shù)學(xué)模型中，確定實(shí)時(shí)干灘曲線模型中的系數(shù)a_j，獲得實(shí)時(shí)干灘水面分界線，對(duì)干灘曲線進(jìn)行積分獲得干灘面積。?

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的尾礦庫干灘參數(shù)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟3依據(jù)三角函數(shù)獲得干灘長度BE的計(jì)算過程如下：?

(1)由余弦定理計(jì)算出監(jiān)測(cè)距離灘頂?shù)木嚯xBD；?

其中，∠BAD=∠CAD；?

(2)由正弦定理計(jì)算∠ABD；?

sin(∠ABD)=AD·(sin(∠CAD))/BD?

(3)計(jì)算干灘與水平面的夾角∠BEH=∠BDC=∠ABD-90°；?

(4)計(jì)算庫底部G與灘頂B的距離BG=HF/cos(∠BEH)?

(5)計(jì)算干灘與水面交界處E與庫底部G的距離EG=FG/sin(∠BEH)?

(6)從而得出干灘長度BE=BG-EG。?

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的尾礦庫干灘參數(shù)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，通過設(shè)置尾礦參數(shù)的安全范圍，判斷步驟4獲得的尾礦水位、步驟5獲得的干灘面積或干灘長度是否超出尾礦參數(shù)的安全范圍，若超出了，則觸發(fā)預(yù)警信號(hào)；?

所述設(shè)置尾礦參數(shù)的安全范圍包括尾礦水位的安全范圍[a，b]、干灘面積的安全范圍[c，d]以及干灘長度的安全范圍[e,f]。?

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的尾礦庫干灘參數(shù)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟2中建立的干灘曲線數(shù)學(xué)模型利用步驟3獲得的實(shí)時(shí)干灘長度進(jìn)行修正。?

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的尾礦庫干灘參數(shù)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，利用可視化模塊將上位機(jī)獲得的干灘面積、干灘形狀、干灘長度、干灘坡度及尾礦水位進(jìn)行顯示。?